高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响，国内外已建的高面板坝工程中，因坝体变形大导致防渗面板挤压破损，坝体渗漏量大的实例较多，不得不降低水库水位进行修复处理，造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析，发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素，为预防面板破损，系统提出了“控制坝体总变形，转化有害变形，适应纵向变形”的坝体变形控制方法，并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用，取得了良好效果，该工程运行至今达十余年，未见面板有挤压破损迹象，该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。     

边坡工程中抗滑群桩工程特性的数值分析

针对建立抗滑群桩的设计方法问题,分析了抗滑群桩在水平推力作用下的力学行为.以重庆江东边坡的典型断面为例,应用有限元程序CORE3D分析了群桩的桩间颗粒土的土拱区域,结合桩的荷载位移曲线、土拱效应解释了土体应力传递到抗滑桩的规律,通过对影响土拱效应的参数,如桩间距、土体厚度、抗滑桩嵌入深度和桩径等的深入研究,提出了相应的群桩布置参数估算公式.研究成果在重庆江东边坡的防护工程设计中得到了应用,并取得了较好的效果.     

峡谷地区高拱坝生态开挖关键技术研究

窑洞式拱肩槽是一项生态开挖技术,具有无高边坡、开挖创面小、与自然环境浑然一体等优点。善泥坡水电站地形地质条件和拱坝体型均满足窑洞式拱肩槽开挖条件,从设计原理方法、细部结构设计和施工措施等方面系统介绍了窑洞式拱肩槽开挖实施方案,可供同类工程参考。     

小湾拱坝施工过程温度场仿真分析

在ANSYS平台上进行二次开发,建立了一套快速、高效、自动化程度较高的仿真反馈分析系统用于模拟拱坝施工过程温度场.在小湾拱坝施工过程温度场仿真计算中,各测点温度计算值随时间变化的规律与监测值基本一致,吻合情况较好,总体上相差2～3℃以内,计算结果揭示了坝体内部的温度变化规律.研究成果表明:1)1077m高程以下坝体采用的二期冷却方案A使得坝体中出现较大的温度梯度,产生较大的径向拉应力;2)1096m高程以上采用的二期冷却方案B能很好地改善方案A中的不足,较好地控制温度应力,防止拱坝开裂.     

南阳盆地膨胀土的现场判别与分类

依据南水北调中线一期工程前期勘察资料并结合试验成果,介绍并分析了南阳盆地膨胀土的生成环境、宏观特征及与膨胀土类别的相关性,提出了膨胀土现场快速判别与分类的方法及验证的物理力学指标,同时指出在膨胀土的判定与分类时应紧密结合工程类型进行,为南水北调中线一期工程南阳段膨胀土现场判别与分类提供了依据,亦可作为膨胀土地区工程地质勘察与施工的参考.     

一种土石坝有限元网格的快速生成算法

针对有限元软件前处理器建立土石坝有限元网格模型效率不高的问题,提出了一种土石坝有限元网格的快速生成算法。该算法首先将土石坝最大断面进行二维网格剖分,并将其沿坝轴线方向平推,得到土石坝初始三维网格;其次,将复杂的建基面简化为若干平面的组合,考虑平面组合和三维网格各单元的位置关系,用该平面组合对土石坝初始三维网格进行切割,实现了考虑建基面形状的土石坝网格;最后,对切割后的坝体网格向下方和四周进行拉伸,得到含有均质地基的大坝—地基有限元网格。通过如美工程的实例应用,验证了该方法生成土石坝有限元网格的高效性。     

长河坝水电站导流洞混凝土缺陷分析及修补

分析了长河坝水电站导流洞混凝土缺陷产生的原因,介绍了对其修补的措施。     

基于不连续有限元的拱坝应力应变仿真分析

单独建立拱坝坝体与地基模型,通过设置坝体与地基及坝体贴角与地基之间虚拟不连续结构面实现两套网格的耦合,并设置结构面上高斯点的生死状态来模拟坝体建基面之上浇筑块的浇筑过程,当建基面上的浇筑块出生时,激活结构面上的高斯点.在仿真分析中考虑结构面的粘结、滑移效应,并设置上游贴角与地基之间的虚拟不连续结构面在蓄水之后自动开裂和闭合.采用隐含裂缝单元模拟坝体裂缝,实现了不连续有限元对拱坝浇筑的仿真.与传统有限元进行对比,结果表明两种方法计算的位移结果整体分布大致相同,坝体及建基面附近的应力分布也基本一致,验证了该方法的正确性及实用性.可以看出,该方法将传统的整体网格划分工作简化为坝体和坝基网格的并行处理,缩短了前处理的时间,适合于拱坝-地基系统的浇筑仿真分析.     

小湾导流中孔闸墩开裂成因及工作性态分析

针对小湾拱坝在施工过程中导流中孔闸墩会产生裂缝问题,建立了一套基于弹粘塑性势理论的数值分析系统,对其开裂的原因及工作性态进行了计算分析.结果表明:开裂原因并非单一因素所致,而是温控措施、锚索张拉及蓄水的累计作用,其中温控措施产生的拉应力为最主要原因;导流中孔若继续参与导流工作,裂缝充水时,其尖端的应力强度因子将超过混凝土的断裂韧度,在水力劈裂作用下裂缝将继续扩展.该研究成果不仅为制定小湾拱坝导流方案提供了依据,对类似工程也具有一定的借鉴和参考价值.     

岩壁吊车梁有限元分析的关键技术问题研究

 目前,岩壁吊车梁设计所采用的刚体极限平衡设计方法还不能确切反映岩锚吊车梁的实际受力状态。有限元法是分析研究岩壁吊车梁较为有效而应用广泛的一种方法,围绕岩壁吊车梁有限元法中的关键技术问题开展系列研究工作。根据岩壁吊车梁的受力机制,建立相应的力学模型、安全度计算公式,研究吊车梁网格尺度、模型范围、初始应力场、锚杆套筒长度以及围岩类别等因素对有限元结果的影响,同时还研究开挖释放应力和运行期轮压作用对岩壁吊车梁的双重效应。主要研究成果已被《地下厂房岩壁吊车梁设计规范》(送审稿)及条文说明所采用。